Future Air Quality in Danish cities
Summary in Danish
Den fremtidige luftkvalitet i byerne bliver bedre
Omfattende beregninger med en række luftkvalitetsmodeller udviklet af Danmarks
Miljøundersøgelser viser, at den regionale baggrundsforurening uden for byerne,
bybaggrundsforureningen over byerne og luftkvaliteten i gadeniveau bliver bedre i
fremtiden. Dette skyldes især EUs skærpede regulering af køretøjers emission.
EUs nye grænseværdier for kvælstofdioxid (NO2), kulilte (CO) og benzen
gældende for 2010 forventes ikke at blive overskredet. Ozonniveauerne forventes at stige
lidt, fordi begrænsningen i bilernes emission af kvælstofmonoxid (NO) betyder, at mindre
ozon fjernes i reaktioner med NO i dannelsen af NO2. Det er endnu ikke muligt
at modellere partikler. Ud fra foreløbige vurderinger er der usikkerhed om, hvorvidt
EUs grænseværdi for partikler kan overholdes i 2010. Grænseværdierne er
opstillet for at beskytte befolkningens sundhed.
Baggrund og formål
EU har vedtaget et rammedirektiv for vurdering og styring af luftkvaliteten som med
datterdirektiver fastsætter skærpede grænseværdier for 12 stoffer. Vi har tidligere
haft grænseværdier for 5 af stofferne. I forbindelse med udarbejdelse af
luftkvalitetsdirektiverne er der sideløbende iværksat det såkaldte Auto-Oil program,
som undersøgte, hvordan luftkvalitetsmålene kunne opfyldes gennem regulering af bilernes
emission og af brænstofskvaliteten. Dette arbejde er mundet ud i en række nye
direktiver, som skærper kravene til nye køretøjers emission af skadelige stoffer og til
brændstofskvaliteten fx svovlindholdet.
Formålet med projektet har derfor været at undersøge den fremtidige luftkvalitet i
danske byer som følge af de strengere emissions- og brændstofskrav, og vurdere om de nye
skærpede EU grænseværdier for luftkvalitet i 2010 kan forventes at blive overholdt.
Undersøgelsen
Den fremtidige luftkvalitet er beregnet i Jagtvej i København, som repræsenterer en
gade med forholdsvis høje koncentrationer. Den er ret trafikeret med omkring 24.000 biler
i døgnet, og gaden er ca. 25 meter bred og er omgivet af 2-5 etagers bygninger. Time for
time beregninger for NOx (NO+NO2), NO2, ozon, CO og
benzen er gennemført for referenceåret 1995 og scenarieårene: 2000, 2005, 2010, 2015 og
2020. Udviklingen i partikler er baseret på ekspertvurderinger. Ozon udsendes ikke
direkte men dannes i atmosfæren ud fra NOx og kulbrinter under indvirkning af
sollys. Ozon i Danmark skyldes overvejende langtransport, idet det primært dannes i syd-
og centraleuropa.
Den fremtidige luftkvalitet i gaden er beregnet ved at kombinere en række
luftkvalitetsmodeller. En model beregner den regionale luftkvalitet uden for København,
som er bestemt af emissionsudviklingen i hele Europa. Emissionudviklingen reguleres gennem
en række internationale konventioner, hvor Danmark har forpligtiget sig til at opfylde en
række mål for reduktion af de nationale emissioner. En anden model beregner
bybaggrundsforureningen over København ud fra den regionale forurening og trafikkens
emission i Københavnområdet. Trafikken emission er bestemt med en byemissionsmodel. Det
er forudsat at trafikken stiger med 10% fra 1995 til 2010 i København med 17% på de
store veje, hvilket er i overensstemmelse med Københavns Kommunes egne vurderinger.
Luftkvaliteten på Jagtvej er bestemt med en gadeluftkvalitetsmodel, som tager hensyn til
trafikken i gaden, gadens udformning, bybaggrundsforureningen og meteologien. Det er
forudsat at trafikken på Jagtvej er den samme i alle scenarieårene.
Hovedkonklusioner
Undersøgelsen viser, at den beregnede luftkvalitet på Jagtvej i København forbedres
for NO2, CO og benzen fra 1995 til 2010 og videre frem trods stigende trafik,
således at EUs nye grænseværdier ikke overskrides i 2010. Ozonniveauerne i gaden
vil stige, idet der er mindre NO emission i gaden til at omdanne ozon til NO2.
Summen af NO2 og ozon vil dog falde. EUs forventede nye grænseværdi for
ozon i 2010 vil dog ikke overskrides. Det samme gælder for 103 andre gader med
forskellige trafikmængder i København, hvor beregningerne er gennemført med mindre
detaljeret input data.
De beregnede niveauer er også sammenlignet med WHOs guidelines, og
luftkvalitetskriterier foreslået af Miljøstyrelsen. Luftkvalitetskriterierne
repræsenterer en minimering af mulige sundhedsskader med et meget højt sikkerhedsniveau.
Kriterierne gælder ikke administrativ, men kan opfattes som ønskede langsigtede mål.
(Larsen et al. 1997).
EUs forslåede grænseværdi for ozon vil ikke blive overskredet hverken i
gadeniveau eller i bybaggrunden. For ozon er bybaggrunden en bedre indikator for
befolkningens eksponering, idet ozonniveauerne i gadeniveau er stærkt påvirket af NO
emissionen i gaden. WHOs strengere vejledende værdi og Miljøstyrelsens meget lave
luftkvalitetskriterie vil være overskredet for ozon.
EUs og WHOs grænseværdier for NO2 er ens, og er ikke
overskredet i 2010, men Miljøstyrelsens luftkvalitetskriterie er overskredet frem til
2015-2020. De fremtidige NO2 niveauer bliver begrænset af tilstedeværelsen af
NO fra trafikken, hvor den tidligere har været begrænset af tilstedeværelsen af ozon.
EU og WHO har samme grænseværdi for CO, som ikke overskrides i referenceåret eller i
scenarieårene. Miljøstyrelsen har ikke opstillet luftkvalitetskriterie for CO.
EUs foreslåede grænseværdi for benzen vil ikke være overskredet i 2010, men
den strengere WHO grænseværdi og Miljøstyrelsens luftkvalitetskriterie er overskredet.
Den fremtidige grænseværdi for PM10 i 2005 overskrides ikke i 1998-99, men
det kan ikke udelukkes at den skærpede grænseværdi i 2010 vil overskrides. PM10
er partikler under 10 mikrometer dvs. 10 tusindedele af en millimeter. Der er således
brug for yderligere forskning i kilderne til partikler, bedre beskrivelse vha. målinger
samt modeludvikling for at kunne bestemme fremtidige niveauer og for bedre at kunne
vurdere effekten af forskellige tiltag.
Projektresultater
De beregnede årsmiddelkoncentrationer i den regionale baggrund, i bybaggrunden og i
gadeniveau på Jagtvej i København er vist i tabellen, og sammenlignet med EU og WHO
grænseværdier samt Miljøstyrelsens luftkvalitetskriterier.
Andet væsentligt
Undersøgensen viste også, at det er sandsynligt at de emissionsfaktorer (g/km) som
ligger til grund for nationale emissionsopgørelser i EU herunder i Danmark underestimerer
NOx og CO. Luftkvalitetsberegninger med disse emissionsfaktorer viste en
underestimering i forhold til målinger af koncentrationer af NOx og CO i
luften. Derfor er der i beregningerne af den fremtidige luftkvalitet kompenseret herfor.
Disse forhold bør undersøges nærmere.
Andre kilder
Larsen, P.B., Larsen, J.C., Fenger, J., Jensen, S.S. (1997): Sundhedsmæssig vurdering
af luftforurening fra vejtrafik, Miljøprojekt nr. 352, Miljøstyrelsen. 287 s.
Box:
Anvendte luftkvalitets- og emissionsmodeller
Den regionale luftkvalitet er beregnet med Danish Eulerian Model (DEM) på baggrund af
50x50 km2 gitternet for hele Europa med emissioner samt meteorologisk data på
et 150x150 km2 gitternet. En supercomputer på UNI-C i København udfører
beregningerne. Øvrige beregninger udføres på PC. Bybaggrundsforureningen er modelleret
med Urban Background Model (UBM) på baggrund af emissionsdata fra trafikken på et 2x2 km2
gitternet for Storkøbenhavn samt meteorologiske data fra København. Emissionen er
beregnet med en videreudviklet udgave af Urban Emission Model (UEM), som oprindeligt blev
opstillet af Vejdirektoratet. Luftkvaliteten i gaderummet er beregnet med Operational
Street Pollution Model (OSPM) ud fra oplysninger om trafikkens emission i gaden, gadens
udformning, bybaggrundsforureningen og meteorologi. Emissionsfaktorer er baseret på
EUs COPERT III emissionsmodel med danske trafikforudsætninger. Beregningerne er
kalibreret med målingerne i referenceåret 1995. |
Udvikling i regional baggrundsforurening, bybaggrundsforurening og luftkvaliteten i
gadeniveau for Jagtvej i København (Indeks og årsniveauer)
Regional baggrund uden for
København |
Scenarie |
NOx
(Indeks) |
NO2
(Indeks) |
CO
(Indeks) |
Benzen
(Indeks) |
Ozone
(Indeks) |
1995 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
2000 |
86 |
88 |
89 |
36 |
99 |
2005 |
73 |
76 |
79 |
31 |
99 |
2010 |
59 |
64 |
69 |
28 |
98 |
2015 |
59 |
64 |
69 |
28 |
98 |
2020 |
59 |
64 |
69 |
28 |
98 |
|
|
NOx
(µg/m3) |
NO2
(µg/m3) |
CO
(mg/m3) |
Benzen
(µg/m3) |
Ozon
(µg/m3) |
1995_
observeret |
16.9 |
13.6 |
0.19 |
1.59 |
50.4 |
2000 |
14.6 |
11.9 |
0.17 |
0.57 |
50.2 |
2005 |
12.3 |
10.3 |
0.15 |
0.50 |
49.9 |
2010 |
10.0 |
8.7 |
0.13 |
0.44 |
49.6 |
2015 |
10.0 |
8.7 |
0.13 |
0.44 |
49.6 |
2020 |
10.0 |
8.7 |
0.13 |
0.44 |
49.6 |
|
Bybaggrundskoncentrationen over
København |
Scenarie |
NOx
(Indeks) |
NO2
(Indeks) |
CO
(Indeks) |
Benzen
(Indeks) |
Ozon
(Indeks) |
1995 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
2000 |
77 |
81 |
82 |
30 |
105 |
2005 |
58 |
64 |
70 |
23 |
110 |
2010 |
39 |
46 |
57 |
18 |
114 |
2015 |
34 |
40 |
53 |
17 |
116 |
2020 |
32 |
38 |
53 |
16 |
116 |
|
|
NOx
(µg/m3) |
NO2
(µg/m3) |
CO
(mg/m3) |
Benzen
(µg/m3) |
Ozon
(µg/m3) |
1995_
observeret |
38.6 |
28.2 |
0.39 |
4.4 |
44.7 |
2000 |
29.9 |
23.0 |
0.32 |
1.4 |
47.0 |
2005 |
22.3 |
17.9 |
0.27 |
1.0 |
49.1 |
2010 |
15.2 |
12.9 |
0.22 |
0.79 |
50.9 |
2015 |
13.1 |
11.4 |
0.21 |
0.74 |
51.7 |
2020 |
12.3 |
10.8 |
0.20 |
0.73 |
52.0 |
|
Gadekoncentrationer i Jagtvej,
København |
Scenarie |
NOx
(Indeks) |
NO2
(Indeks) |
CO
(Indeks) |
Benzen
(Indeks) |
Ozon
(Indeks) |
1995 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
2000 |
74 |
83 |
69 |
30 |
110 |
2005 |
46 |
63 |
50 |
16 |
123 |
2010 |
28 |
44 |
35 |
12 |
134 |
2015 |
21 |
37 |
31 |
11 |
139 |
2020 |
18 |
34 |
29 |
10 |
142 |
|
|
NOx
(µg/m3) |
NO2
(µg/m3) |
CO
(mg/m3) |
Benzen
(µg/m3) |
Ozon
(µg/m3) |
1995_
observeret |
164 |
52 |
2 |
17 |
29.8 |
2000 |
122 |
44 |
1.1 |
5.2 |
32.8 |
2005 |
75 |
33 |
0.8 |
2.9 |
36.6 |
2010 |
46 |
23 |
0.6 |
2.1 |
39.9 |
2015 |
34 |
20 |
0.5 |
1.9 |
41.4 |
2020 |
29 |
18 |
0.5 |
1.8 |
42.3 |
|
|
EU grænse-
værdi |
- |
40 |
- |
5 |
- |
WHO guidelines |
- |
40 |
- |
0.17 |
- |
Miljø-
styrelsens luft-
kvalitets-
kriterie |
- |
15-20 |
- |
0.13-0.25 |
- |
|